Базовый принцип теории относительности выдержал новую строгую проверку
Свободное падение тел на орбите в очередной раз подтвердило принцип эквивалентности инерции и массы – правда, теперь с рекордной точностью.
Если пренебречь сопротивлением воздуха, то предметы падают на Землю с одинаковой скоростью. Впервые это доказал еще Галилей, а Эйнтшейн вывел из таких опытов принцип эквивалентности инерции и массы, который лег в основу Общей теории относительности. Как и другие выкладки Эйнштейна, принцип эквивалентности то и дело подвергается экспериментальным проверкам, но каждый раз с успехом выдерживает их. Так произошло и теперь: грузы, находившиеся в свободном падении на околоземной орбите более двух лет, двигались совершенно одинаково. Результаты опытов на борту спутника MICROSCOPE опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Напомним, что Общая теория относительности (ОТО) описывает тяготение как проявление геометрии пространства-времени. В основе этой теории лежит эквивалентность сил гравитации и инерции. Для иллюстрации принципа сам Эйнштейн предлагал представить лифт, который находится далеко от каких-либо притягивающих тел, но движется с ускорением, либо же стоит, но во внешнем гравитационном поле. В обоих случаях все предметы в лифте будут обладать весом, давить на опору или растягивать подвес. Отличить, что именно на них влияет, – ускорение или тяготение, – невозможно.
Впервые проверке слабый принцип эквивалентности подверг, еще сам того не понимая, Галилео Галилей. По легенде, он сбрасывал сделанные из разных материалов сферы с Пизанской башни, чтобы доказать, что скорость падения не зависит от их массы. Историки науки полагают, что в действительности эксперименты Галилея выглядели совершенно иначе, и башня ему даже не понадобилась. Однако ученые продолжают подобные опыты до сих пор, измеряя падение с такой точностью, о которой не задумывались ни Галилей, ни Эйнштейн.
Очередной проверкой принципа эквивалентности стали тесты, проведенные на борту французского космического аппарата MICROSCOPE. 300-килограммовый спутник был запущен в 2016 г. специально для проведения таких опытов и закончил работу через два года. Ключевым для миссии стал эксперимент T-SAGE (Twin-Space Accelerometer for Gravity Experiment), в ходе которого с огромной точностью измерялись позиции двух «гирек», цилиндрических грузов, двигавшихся со спутником вокруг Земли. С точки зрения ОТО, такое движение эквивалентно свободному падению, и если бы за пару лет грузы сместились хоть на йоту по-разному, сверхточные акселерометры заметили бы это отличие.
Для эксперимента использовались грузы – полые 300-граммовые платиново-родиевые цилиндры, вложенные в 400-граммовые полые цилиндры из титанового сплава. Кроме того, аналогичные измерения проводились еще одним идентичным акселерометром для пары цилиндров одинакового состава, платиново-родиевых. Грузы удерживались в герметичной защитной камере за счет электростатических сил и многие месяцы свободно падали, двигаясь вместе со спутником MICROSCOPE по околоземной орбите высотой более 700 км.
Результат этой работы оказался тем же, что и некогда у Галилея: никакой разницы в движении между грузами не накопилось. Правда, точность этих измерений не идет ни в какое сравнение с опытами итальянского классика. По оценкам физиков, она в сотни раз выше всего, чего можно было бы добиться на Земле даже с помощью современных инструментов. Впрочем, даже она может оказаться не окончательной: возможно, принцип эквивалентности нарушается, но на масштабе, незаметном даже для MICROSCOPE. Поэтому на 2030-е уже запланирована новая орбитальная миссия MICROSCOPE-2, которая еще на два порядка повысит точность измерений в том же классическом опыте с падающими телами.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии